Quins són els avantatges del centre de mecanitzat de llit de marbre de fosa mineral?
Les peces de fosa minerals (granit artificial, també conegut com a formigó de resina) han estat àmpliament acceptades a la indústria de les màquines-eina durant més de 30 anys com a material estructural.
Segons les estadístiques, a Europa, una de cada 10 màquines-eina utilitza foses minerals com a base. Tanmateix, l'ús d'experiència inadequada, informació incompleta o incorrecta pot generar sospites i prejudicis contra les foses minerals. Per tant, a l'hora de fabricar nous equips, cal analitzar els avantatges i els desavantatges de les foses minerals i comparar-les amb altres materials.
La base de la maquinària de construcció es divideix generalment en ferro colat, fosa mineral (formigó de polímer i/o resina reactiva), acer/estructura soldada (injectada/sense injectar) i pedra natural (com el granit). Cada material té les seves pròpies característiques i no hi ha cap material estructural perfecte. Només examinant els avantatges i els desavantatges del material segons els requisits estructurals específics es pot seleccionar el material estructural ideal.
Les dues funcions importants dels materials estructurals —garantir la geometria, la posició i l'absorció d'energia dels components—, presenten respectivament requisits de rendiment (rendiment estàtic, dinàmic i tèrmic), requisits funcionals/estructurals (precisió, pes, gruix de la paret, facilitat de les guies) per a la instal·lació de materials, sistema de circulació de materials, logística) i requisits de cost (preu, quantitat, disponibilitat, característiques del sistema).
I. Requisits de rendiment per a materials estructurals
1. Característiques estàtiques
El criteri per mesurar les propietats estàtiques d'una base sol ser la rigidesa del material: la mínima deformació sota càrrega, en lloc de la resistència elevada. Per a la deformació elàstica estàtica, les peces de fosa mineral es poden considerar com a materials homogenis isotròpics que obeeixen la llei de Hooke.
La densitat i el mòdul elàstic de les peces de fosa mineral són respectivament 1/3 dels de la fosa. Com que les peces de fosa mineral i les foses tenen la mateixa rigidesa específica, sota el mateix pes, la rigidesa de les peces de fosa de ferro i les peces de fosa mineral és la mateixa sense tenir en compte la influència de la forma. En molts casos, el gruix de la paret de disseny de les peces de fosa mineral sol ser 3 vegades superior al de les peces de fosa de ferro, i aquest disseny no causarà cap problema pel que fa a les propietats mecàniques del producte o de la fosa. Les peces de fosa mineral són adequades per treballar en entorns estàtics que suporten pressió (per exemple, llits, suports, columnes) i no són adequades com a bastidors de paret fina i/o petits (per exemple, taules, palets, canviadors d'eines, carros, suports de cargol). El pes de les peces estructurals sol estar limitat per l'equip dels fabricants de peces de fosa mineral, i els productes de fosa mineral de més de 15 tones són generalment rars.
2. Característiques dinàmiques
Com més gran sigui la velocitat de rotació i/o l'acceleració de l'eix, més important és el rendiment dinàmic de la màquina. El posicionament ràpid, la substitució ràpida de les eines i l'avanç d'alta velocitat reforcen contínuament la ressonància mecànica i l'excitació dinàmica de les peces estructurals de la màquina. A més del disseny dimensional del component, la deflexió, la distribució de massa i la rigidesa dinàmica del component es veuen molt afectades per les propietats d'amortiment del material.
L'ús de fosa mineral ofereix una bona solució a aquests problemes. Com que absorbeix les vibracions 10 vegades millor que la fosa tradicional, pot reduir considerablement l'amplitud i la freqüència natural.
En operacions de mecanitzat com el mecanitzat, pot aportar una major precisió, una millor qualitat superficial i una vida útil més llarga de l'eina. Al mateix temps, pel que fa a l'impacte acústic, les peces de fosa mineral també van tenir un bon rendiment mitjançant la comparació i verificació de les bases, les peces de fosa de transmissió i els accessoris de diferents materials per a motors grans i centrífugues. Segons l'anàlisi del so d'impacte, la fosa mineral pot aconseguir una reducció local del 20% en el nivell de pressió acústica.
3. Propietats tèrmiques
Els experts estimen que aproximadament el 80% de les desviacions de les màquines-eina són causades per efectes tèrmics. Les interrupcions del procés, com ara fonts de calor internes o externes, preescalfament, canvi de peces, etc., són causes de deformació tèrmica. Per poder seleccionar el millor material, cal aclarir els requisits del material. L'alta calor específica i la baixa conductivitat tèrmica permeten que les peces de fosa mineral tinguin una bona inèrcia tèrmica davant les influències transitòries de temperatura (com ara el canvi de peces) i les fluctuacions de la temperatura ambient. Si es requereix un preescalfament ràpid, com ara un llit metàl·lic, o si la temperatura del llit està prohibida, es poden colar directament dispositius de calefacció o refrigeració a la fosa mineral per controlar la temperatura. L'ús d'aquest tipus de dispositiu de compensació de temperatura pot reduir la deformació causada per la influència de la temperatura, cosa que ajuda a millorar la precisió a un cost raonable.
II. Requisits funcionals i estructurals
La integritat és una característica distintiva que distingeix les peces de fosa mineral d'altres materials. La temperatura màxima de fosa per a les peces de fosa mineral és de 45 °C i, juntament amb motlles i eines d'alta precisió, es poden fondre peces i peces de fosa mineral juntes.
Les tècniques avançades de refusió també es poden utilitzar en bruts de fosa mineral, donant lloc a un muntatge precís i superfícies de carril que no requereixen mecanitzat. Com altres materials base, les foses minerals estan subjectes a normes de disseny estructural específiques. El gruix de la paret, els accessoris de càrrega, els inserts de nervadures, els mètodes de càrrega i descàrrega són diferents dels d'altres materials fins a cert punt i s'han de tenir en compte per endavant durant el disseny.
III. Requisits de costos
Si bé és important tenir-ho en compte des d'un punt de vista tècnic, la rendibilitat demostra cada cop més la seva importància. L'ús de peces de fosa mineral permet als enginyers estalviar costos de producció i operació significatius. A més d'estalviar en costos de mecanitzat, la fosa, el muntatge final i l'augment dels costos logístics (emmagatzematge i transport) es redueixen en conseqüència. Tenint en compte la funció d'alt nivell de les peces de fosa mineral, s'ha de veure com un projecte complet. De fet, és més raonable fer una comparació de preus quan la base està instal·lada o preinstal·lada. El cost inicial relativament alt és el cost dels motlles i les eines de fosa mineral, però aquest cost es pot diluir en l'ús a llarg termini (500-1000 peces/motlle d'acer), i el consum anual és d'unes 10-15 peces.
IV. Àmbit d'ús
Com a material estructural, les peces de fosa mineral substitueixen constantment els materials estructurals tradicionals, i la clau del seu ràpid desenvolupament rau en la fosa mineral, els motlles i les estructures d'unió estables. Actualment, les peces de fosa mineral s'han utilitzat àmpliament en molts camps de màquines-eina, com ara les rectificadores i el mecanitzat d'alta velocitat. Els fabricants de rectificadores han estat pioners en el sector de les màquines-eina utilitzant peces de fosa mineral per a bancades de màquines. Per exemple, empreses de renom mundial com ara ABA z&b, Bahmler, Jung, Mikrosa, Schaudt, Stude, etc. sempre s'han beneficiat de l'amortiment, la inèrcia tèrmica i la integritat de les peces de fosa mineral per obtenir una alta precisió i una excel·lent qualitat superficial en el procés de rectificat.
Amb les càrregues dinàmiques cada cop més grans, les peces de fosa mineral també són cada cop més preferides per les empreses líders mundials en el camp de les rectificadores d'eines. El llit de fosa mineral té una rigidesa excel·lent i pot eliminar bé la força causada per l'acceleració del motor lineal. Al mateix temps, la combinació orgànica d'un bon rendiment d'absorció de vibracions i un motor lineal pot millorar considerablement la qualitat superficial de la peça i la vida útil de la mola.
Data de publicació: 18 de gener de 2022